CN110885517B - 一种抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯及其制备方法，属于高分子材料领域。本发明提供的抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯，包括如下质量份数的组分：聚氯乙烯100份、抗应力发白改性剂组合物8‑12份、稳定剂1.3～1.7份、内润滑剂0.2～0.6份、外润滑剂0.4～0.8份、抗UV助剂组合物0.8～1.2份和颜料0.003～0.007份。本发明提供的抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯制品性能和透光率或透明度得到提高，聚氯乙烯制品在受外力时不会发生应力发白现象，延长使用寿命，节能减排，改善本发明所述的抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯的加工性和脱模性，从而提高了成材率，降低了能耗。

Description

一种抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯及其制备方法，属于高分子材料领域。
背景技术
聚氯乙烯(PVC)是开发较早的热塑性高分子材料，具有强度高、耐磨性、难燃性、电绝缘性、耐化学腐蚀性好，光学性能优异和低廉的价格。聚氯乙烯是第二大通用塑料，工业和民用市场前景宽阔，目前国内年产量约两千万吨。但是，由于PVC树脂本身在塑化加工性能、热稳定性能、抗氧化性能、耐冲击性能、耐弯曲折白性能等方面还存在诸多缺陷，导致在实际工业制造应用中受到限制。国内聚氯乙烯制品多为低端产品，填充大量碳酸钙，严重影响产品使用寿命，同时造成资源浪费。为此研发不加填充剂的透明聚氯乙烯高端制品显的尤为重要，但目前国内这方面研究甚少，对抗应力发白的透明硬质聚氯乙烯的研究更少。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足提供一种产品性能和透明度得到提高的抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯。
本发明的另一目的是提供上述抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯的制备方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯，包括如下质量份数的组分：聚氯乙烯100份、抗应力发白改性剂组合物8-12份、稳定剂1.3～1.7份、内润滑剂0.2～0.6份、外润滑剂0.4～0.8份、抗UV助剂组合物0.8～1.2份和颜料0.003～0.007份。
优选地，包括如下质量份数的组分：聚氯乙烯100份、抗应力发白改性剂组合物10份、稳定剂1.5份、内润滑剂0.4份、外润滑剂0.6份、抗UV助剂组合物1份和颜料0.005份。
优选地，所述抗应力发白改性剂组合物包括甲基丙烯酸甲酯-氯化聚乙烯-苯乙烯的共聚物和甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯。
优选地，所述甲基丙烯酸甲酯-氯化聚乙烯-苯乙烯的共聚物占所述抗应力发白改性剂组合物的重量百分含量为60％，所述甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯占所述抗应力发白改性剂组合物的重量百分含量为40％。
优选地，所述抗UV助剂组合物包括2-(2H)-苯并三氮唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚和2-(2H)-苯并三氮唑-2-基)-4,6-双(1,1-二甲基乙基)苯酚。所述2-(2H)-苯并三氮唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚为透明粘性黄色液体状。
优选地，所述2-(2H)-苯并三氮唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚和所述2-(2H)-苯并三氮唑-2-基)-4,6-双(1,1-二甲基乙基)苯酚，在所述抗UV助剂组合物中的重量百分含量均为50％。
优选地，所述稳定剂为甲基硫醇锡，所述内润滑剂为油酸甘油酯，所述外润滑剂为高熔点的氧化聚丙烯蜡，所述颜料为颜料蓝29。
优选地，所述氧化聚丙烯蜡的熔点为150℃-160℃，具有熔点高、熔融度低、润滑性、分散性良好的特点，更适合解决透明聚氯乙烯成型加工中因为熔体粘度大，导致易粘模碳化的问题。
此外，本发明还提供所述的抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯的制备方法，所述制备方法为：按比例称取聚氯乙烯、抗应力发白改性剂组合物、稳定剂、内润滑剂、外润滑剂、抗UV助剂组合物和颜料后，放入高速混料机中进行高速混合，高速混料机桨叶转速为每分钟800～1000转，当物料温度升至105～110℃时，把物料排至转速每分钟50～100转的低速搅拌机中冷却至50～60℃时，即可制得抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯干混料。
本发明通过抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯配方研究，以五型悬浮法聚氯乙烯SG-5、抗应力发白改性剂组合物、稳定剂、内润滑剂、外润滑剂、抗UV助剂组合物和颜料在合理的范围内组合，解决了现有技术中硬质透明聚氯乙烯的加工性差和制品应力发白的问题。用甲基丙烯酸甲酯-氯化聚乙烯-苯乙烯的共聚物和甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物的组合物作为抗应力发白改性剂材料，解决了聚氯乙烯制品在受外力时发白的问题，提高聚氯乙烯制品使用寿命，节能减排；以外润滑剂选用高熔点的氧化聚丙烯蜡改善硬质透明聚氯乙烯的加工性和脱模性，从而提高了聚氯乙烯的成材率，改善产品性能和外观。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)用甲基丙烯酸甲酯-氯化聚乙烯-苯乙烯的共聚物和甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物的组合物作为抗应力发白改性剂材料，制备本发明所述的抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯，聚氯乙烯制品在受外力时不会发生应力发白现象，延长使用寿命，节能减排。
(2)本发明所述的抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯制品性能和透光率或透明度得到提高。
(3)以外润滑剂选用高熔点的氧化聚丙烯蜡，改善本发明所述的抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯的加工性和脱模性，从而提高了成材率，降低了能耗。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例为本发明的一种抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯，包括如下质量份数的组分：聚氯乙烯100份、抗应力发白改性剂组合物8份、甲基硫醇锡1.5份、油酸甘油酯0.4份、150℃高熔点的氧化聚丙烯蜡0.6份、抗UV助剂组合物1.0份、颜料蓝29 0.005份；其中，以重量百分含量计，所述抗应力发白改性剂组合物包括60％甲基丙烯酸甲酯-氯化聚乙烯-苯乙烯的共聚物和40％甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯，所述抗UV助剂组合物50％2-(2H)-苯并三氮唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚和50％2-(2H)-苯并三氮唑-2-基)-4,6-双(1,1-二甲基乙基)苯酚。
上述抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯的制备方法：按比例称取聚氯乙烯、抗应力发白改性剂组合物、甲基硫醇锡、油酸甘油、150℃高熔点的氧化聚丙烯蜡、抗UV助剂组合物、颜料蓝29后，放入高速混料机中进行高速混合，高速混料机桨叶转速为每分钟800转，当物料温度升至105℃时，把物料排至转速每分钟50转的低速搅拌机中冷却至50℃时，即可制得抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯干混料。
实施例2
本实施例为本发明的一种抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯，包括如下质量份数的组分：聚氯乙烯100份、抗应力发白改性剂组合物10份、甲基硫醇锡1.5份、油酸甘油酯0.4份、160℃高熔点的氧化聚丙烯蜡0.6份、抗UV助剂组合物1.0份、颜料蓝29 0.005份；其中，以重量百分含量计，所述抗应力发白改性剂组合物包括60％甲基丙烯酸甲酯-氯化聚乙烯-苯乙烯的共聚物和40％甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯，所述抗UV助剂组合物50％2-(2H)-苯并三氮唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚和50％2-(2H)-苯并三氮唑-2-基)-4,6-双(1,1-二甲基乙基)苯酚。
上述抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯的制备方法：按比例称取聚氯乙烯、抗应力发白改性剂组合物、甲基硫醇锡、油酸甘油、150℃高熔点的氧化聚丙烯蜡、抗UV助剂组合物、颜料蓝29后，放入高速混料机中进行高速混合，高速混料机桨叶转速为每分钟1000转，当物料温度升至110℃时，把物料排至转速每分钟100转的低速搅拌机中冷却至60℃时，即可制得抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯干混料。
实施例3
本实施例为本发明的一种抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯，包括如下质量份数的组分：聚氯乙烯100份、抗应力发白改性剂组合物12份、甲基硫醇锡1.5份、油酸甘油酯0.4份、155℃高熔点氧化聚丙烯蜡0.6份、抗UV助剂组合物1.0份、颜料蓝29 0.005份；其中，以重量百分含量计，所述抗应力发白改性剂组合物包括60％甲基丙烯酸甲酯-氯化聚乙烯-苯乙烯的共聚物和40％甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯，所述抗UV助剂组合物50％2-(2H)-苯并三氮唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚和50％2-(2H)-苯并三氮唑-2-基)-4,6-双(1,1-二甲基乙基)苯酚。
上述抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯的制备方法：按比例称取聚氯乙烯、抗应力发白改性剂组合物、甲基硫醇锡、油酸甘油、150℃高熔点的氧化聚丙烯蜡、抗UV助剂组合物、颜料蓝29后，放入高速混料机中进行高速混合，高速混料机桨叶转速为每分钟900转，当物料温度升至108℃时，把物料排至转速每分钟80转的低速搅拌机中冷却至55℃时，即可制得抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯干混料。
对比例1
本对比例为一种聚氯乙烯，包括如下质量份数的组分：聚氯乙烯100份、甲基硫醇锡1.5份、油酸甘油酯0.4份、150℃高熔点的氧化聚丙烯蜡0.6份、抗UV助剂组合物1.0份、颜料蓝29 0.005份；其中，以重量百分含量计，所述抗UV助剂组合物50％2-(2H)-苯并三氮唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚和50％2-(2H)-苯并三氮唑-2-基)-4,6-双(1,1-二甲基乙基)苯酚。
上述聚氯乙烯的制备方法：同实施例1。
对比例2
本对比例为一种聚氯乙烯，包括如下质份数的组分：聚氯乙烯100份、抗冲改性剂MBS8份、甲基硫醇锡1.5份、油酸甘油酯0.4份、160℃高熔点的氧化聚丙烯蜡0.6份、抗UV助剂组合物1.0份、颜料蓝29 0.005份；其中，以重量百分含量计，所述抗UV助剂组合物50％2-(2H)-苯并三氮唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚和50％2-(2H)-苯并三氮唑-2-基)-4,6-双(1,1-二甲基乙基)苯酚。
上述聚氯乙烯的制备方法同实施例1。
对比例3
本对比例为一种聚氯乙烯，包括如下质量份数的组分：聚氯乙烯100份、抗冲改性剂MBS10份、甲基硫醇锡1.5份、油酸甘油酯0.4份、155℃高熔点的氧化聚丙烯蜡0.6份、抗UV助剂组合物1.0份、颜料蓝29 0.005份；其中，以重量百分含量计，所述抗UV助剂组合物50％2-(2H)-苯并三氮唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚和50％2-(2H)-苯并三氮唑-2-基)-4,6-双(1,1-二甲基乙基)苯酚。
上述聚氯乙烯的制备方法同实施例2。
对比例4
本对比例为一种聚氯乙烯，包括如下质量份数的组分：聚氯乙烯100份、抗冲改性剂MBS12份、甲基硫醇锡1.5份、油酸甘油酯0.4份、150℃高熔点的氧化聚丙烯蜡0.6份、抗UV助剂组合物1.0份、颜料蓝29 0.005份；其中，以重量百分含量计，所述抗UV助剂组合物50％2-(2H)-苯并三氮唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚和50％2-(2H)-苯并三氮唑-2-基)-4,6-双(1,1-二甲基乙基)苯酚。
上述聚氯乙烯的制备方法同实施例3。
效果例1
本效果例对本发明实施例1-3和对比例1-4所制备的聚氯乙烯进行透光率、拉伸屈服强度、拉伸断裂伸长率、双辊打片脱模性、简支梁冲击(7.5±0.1J、0±1℃、缺口)、干混料挤出管材成材率的性能指标的检测。将本发明实施例1-3和对比例1-4制备的聚氯乙烯干混料分别在双辊混练机上打成薄片，同时评估熔体脱模性；将上述制备的薄片叠加后，在平板硫化机上压成厚片；检测上述制备的厚片的透光率和拉伸及冲击性能，同时检测拉伸后的透光率，以检测受力发白程度；将本发明实施例1-3和对比例1-4制备的聚氯乙烯干混料，分别在锥形双螺杆挤出机上挤出透明管，评估加工性和产品成材率。测试结果如表1所示。
表1聚氯乙烯各项性能指标的检测
Figure BDA0002323952690000071
由表1可知，使用抗应力发白改性剂组合物制备的聚氯乙烯制品比使用常规的透明MBS改性剂制备的聚氯乙烯制品，其透光率(透明度)更高，而且在受力后透光率下降幅度不明显，也就是应力发白现象减轻。使用抗应力发白改性剂组合物制备的聚氯乙烯制品比使用常规的透明MBS改性剂制备的聚氯乙烯制品，其力学性能更好，加工性和脱模性得到改善，成材率提高。
综上所述，用甲基丙烯酸甲酯-氯化聚乙烯-苯乙烯的共聚物和甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物的组合物作为抗应力发白改性剂材料，制备本发明所述的抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯，聚氯乙烯制品在受外力时不会发生应力发白现象，延长使用寿命，节能减排。本发明所述的抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯制品性能和透光率或透明度得到提高。以外润滑剂选用高熔点的氧化聚丙烯蜡，改善本发明所述的抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯的加工性和脱模性，从而提高了成材率，降低了能耗。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯，其特征在于，包括如下质量份数的组分：聚氯乙烯100份、抗应力发白改性剂组合物8-12份、稳定剂1.3～1.7份、内润滑剂0.2～0.6份、外润滑剂0.4～0.8份、抗UV助剂组合物0.8～1.2份和颜料0.003～0.007份，其中，所述抗应力发白改性剂组合物包括甲基丙烯酸甲酯-氯化聚乙烯-苯乙烯的共聚物和甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯。
2.如权利要求1所述的抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯，其特征在于，包括如下质量份数的组分：聚氯乙烯100份、抗应力发白改性剂组合物10份、稳定剂1.5份、内润滑剂0.4份、外润滑剂0.6份、抗UV助剂组合物1份和颜料0.005份。
3.如权利要求1所述的抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯，其特征在于，所述甲基丙烯酸甲酯-氯化聚乙烯-苯乙烯的共聚物占所述抗应力发白改性剂组合物的重量百分含量为60％，所述甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯占所述抗应力发白改性剂组合物的重量百分含量为40％。
4.如权利要求1所述的抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯，其特征在于，所述抗UV助剂组合物包括2-(2H-苯并三氮唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚和2-(2H-苯并三氮唑-2-基)-4,6-双(1,1-二甲基乙基)苯酚。
5.如权利要求4所述的抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯，其特征在于，所述2-(2H-苯并三氮唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚和所述2-(2H-苯并三氮唑-2-基)-4,6-双(1,1-二甲基乙基)苯酚，在所述抗UV助剂组合物中的重量百分含量均为50％。
6.如权利要求1所述的抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯，其特征在于，所述稳定剂为甲基硫醇锡，所述内润滑剂为油酸甘油酯，所述外润滑剂为高熔点的氧化聚丙烯蜡，所述颜料为颜料蓝29。
7.如权利要求6所述的抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯，其特征在于，所述氧化聚丙烯蜡的熔点为150℃-160℃。
8.如权利要求1-7任一项所述的抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：按比例称取聚氯乙烯、抗应力发白改性剂组合物、稳定剂、内润滑剂、外润滑剂、抗UV助剂组合物和颜料后，放入高速混料机中进行高速混合，高速混料机桨叶转速为每分钟800～1000转，当物料温度升至105～110℃时，把物料排至转速每分钟50～100转的低速搅拌机中冷却至50～60℃时，即可制得抗应力发白的硬质透明聚氯乙烯干混料。
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